15.3 怎样使用电器正常工作
第1课时 研究额定电压与额定功率
(
知识要点分类练
夯实基础
)
知识点
1 额定电压与额定功率
1．小明在研究观察“小灯泡的亮度变化”时做了如图15－3－1所示的实验。其中小灯泡上标有“3.8
V”字样。
图15－3－1
连接好实验器材后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为3.8
V时，小灯泡________(选填“正常”或“不正常”)发光，根据电流表的示数，计算出小灯泡此时的电功率为0.95
W。
继续移动滑片P，当电压表的示数为3
V时，小灯泡的亮度比3.8
V时________(选填“亮”或“暗”)，根据电流表的示数，计算出小灯泡此时的电功率为0.8
W。
继续移动滑片P，当电压表的示数为4.5
V时，小灯泡的亮度比3.8
V时________(选填“亮”或“暗”)，根据电流表的示数，计算出小灯泡此时的电功率为1.15
W。
由实验可知，小灯泡的额定电压是________V，额定功率是________W；其他情况下的电压叫做________电压，对应的电功率叫做________功率。
2．灯泡的亮暗程度取决于( )
A．灯泡两端的电压
B．通过电灯的电流
C．灯泡的实际功率
D．灯泡的额定功率
3．一盏“220
V 25
W”的电灯甲和一盏“36
V 25
W”的电灯乙，当它们都正常发光时( )
A．甲灯亮
B．乙灯亮
C．两灯一样亮
D．无法判断
知识点
2 实际功率的计算
4．“220
V 40
W”的灯泡(忽略温度对灯丝电阻的影响)的电阻为________
Ω。当灯泡两端的电压变为121
V时，灯泡的实际功率为________W，此时灯泡________(选填“能”或“不能”)正常发光；当通过灯泡的电流为0.2
A时，灯泡的实际功率为________W，此时灯泡的发光情况为________(选填“较暗”“正常发光”或“很亮”)。
知识点
3 串、并联电路中电功率的计算
5．灯L1上标有“220
V 60
W”字样，灯L2上标有“
220
V 15
W”字样，则灯丝的电阻R1________(选填“＞”“＝”或“＜”)R2，灯丝较粗的灯是__________；若将它们并联接在
220
V的电源上，较亮的灯是________；若把它们串联接在
220
V的电源上，较亮的灯是__________。(灯丝长度和材料相同)
6．将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图15－3－2所示的电路中，闭合开关S后，发现灯泡L1较亮，灯泡L2较暗。下列说法中正确的是( )
图15－3－2
A．通过灯泡L1的电流大于灯泡L2的电流
B．灯泡L2的额定功率小于灯泡L1的额定功率
C．灯泡L2发生了短路
D．灯泡L2的阻值小于灯泡L1的阻值
7．将甲、乙两灯并联在照明电路中均能正常发光，且甲灯比乙灯亮，不考虑温度对电阻的影响，那么( )
A．甲灯两端的电压比乙灯两端的电压大
B．甲灯中的电流比乙灯中的电流小
C．甲灯的额定功率比乙灯的额定功率大
D．甲灯的电阻比乙灯的电阻大
(
规律方法综合练
提升能力
)
8．在如图15－3－3所示的电路中，电源电压恒定，L1、L2均标有“6
V 6
W”字样(设灯丝的电阻不变)。当S1、S2闭合时，灯L1正常发光；则S1闭合、S2断开时，两灯的总功率是( )
图15－3－3
A．12
W
B．6
W
C．3
W
D．2
W
9．如图15－3－4所示，灯泡L1与L2均标有“6
V 3
W”字样，AB两端的电压U＝6
V。开关S断开时，通过灯泡L2的电流为________A。闭合开关S，两只灯泡消耗的总功率为________W。
图15－3－4
10．有一个标有“8
V 2
W”字样的小灯泡，如果接在12
V的电源上必须________联一个阻值为________
Ω的电阻，才能使小灯泡正常发光，此时这个电阻上消耗的电功率是________W。
11．如图15－3－5所示的电路中，有一阻值为10
Ω的电阻R与一个标有“12
V 6
W”字样的灯泡L并联，电源电压为6
V保持不变。则灯泡正常工作时的电阻值为________Ω；闭合开关S后，灯泡L的实际功率为________W。(忽略灯泡电阻的变化)
图15－3－5
图15－3－6
12．如图15－3－6所示的电路，电源电压为6
V，灯泡L1和L2均标有“6
V 6
W”字样，开关原来都是断开的，灯泡的电阻不随温度变化。如果同时闭合开关S1、S3，电流表的示数是________A；如果只闭合开关S2，电路消耗的总功率是________W。
13．用发光二极管制成的LED灯具有发光效率高、使用寿命长等优点。如图15－3－7甲所示是一个定值电阻R和一个LED灯的电流与其两端电压关系的图像。
图15－3－7
(1)观察图像可知，R的阻值为________Ω。
(2)如图乙所示，将LED灯与R串联在电路中，若LED灯的电功率为0.06
W，则R中的电流为________A，电路的总功率为________W。
14．有两个灯泡L1和L2，L1标有“6
V 3
W”字样，L2没有标记，但测得它的电阻是6
Ω，把它们串联后接入某一电路时，灯L1、L2均能正常发光，那么这个电路两端的电压是________V，L2的额定功率是________W。若通电10
min，电路消耗的总电能为________J。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
15．把“6
V 3
W”和“6
V 6
W”的甲、乙两盏电灯，串联接在6
V的电源上，则甲灯的实际功率为________W；乙灯的实际功率为________W；________灯更亮一些；它们的总功率是________W。(忽略灯泡电阻的变化)
16．标有“110
V 40
W”和“220
V 40
W”字样的甲、乙两灯。若把它们并联接入电路中，电源电压不能超过________V；若把它们串联接入电路中，电源电压不能超过________V。(忽略灯泡电阻的变化)
17．如图15－3－8所示，灯L和定值电阻R并联，已知干路的电流为1.5
A，R的阻值为220
Ω，电路消耗的总功率是330
W，灯L正常发光。求灯L的额定功率和电阻。(忽略灯泡电阻的变化)
图15－3－8
考| 题| 展| 示
18．
将规格为“2.5
V 0.3
A”的小灯泡L1和规格为“3.8
V 0.3
A”的小灯泡L2串联，接在3
V的电源上，下列判断中正确的是( )
A．L1的电阻大于L2的电阻
B．L1的亮度比L2的亮度暗
C．两只灯泡都正常发光
D．两只灯泡的实际功率相等
教师详解详析
1．(1)正常 (2)暗 (3)亮
(4)3.8 0.95 实际 实际
2．C
3．C
4．1210 12.1 不能 48.4 很亮
5．＜ L1 L1 L2
[解析]
由P＝变形得R＝，可以求出L1、L2的阻值分别为807
Ω、3227
Ω，灯丝的长度和材料相同，根据电阻与横截面积之间的关系可以判断，电阻越小灯丝越粗。将它们并联接在220
V的电源上，额定功率越大的灯越亮；将它们串联接在200
V的电源上，电流相同，电阻越大，分担的电压越大，根据P＝UI可知电阻越大的电灯越亮。
6．D
7．C
8．C [解析]
当S1、S2闭合时，灯L2被短路，L1正常发光，说明电源电压为6
V；当S1闭合、S2断开时，两灯串联在电路中，且总电压为6
V，由于两灯的规格相同，所以它们两端的实际电压均为3
V。R1＝R2＝＝＝6
Ω，故两灯的实际功率为P1＝
P2＝＝＝1.5
W，所以两灯的总功率P总＝
P1＋
P2＝3
W。
9．0.5 6
10．串 16 1 [解析]
小灯泡标有“8
V 2
W”字样，由公式P＝UI变形得，I＝＝
＝0.25A；使小灯泡正常发光，小灯泡两端的电压应为8
V，则电路中需串联一个电阻，电阻两端的电压：UR＝12
V－8
V＝4
V，串联的电阻阻值：R＝＝＝16
Ω；由电功率公式可得电阻消耗的电功率：PR＝URI＝4
V×0.25
A＝1
W。
11．24 1.5 [解析]
灯泡正常工作时的电阻R＝＝＝24
Ω；闭合开关后，灯泡的实际功率P实＝＝＝1.5
W。
12．2 3 [解析]
由电路图知，同时闭合开关S1、S3时，两灯并联，电流表测干路电流，由并联电路的电压特点可知，U1＝U2＝U＝6
V，所以两灯都正常发光，两灯的规格相同，则通过两灯的电流相等，即I1＝I2，则电流表的示数：I＝I1＋I2＝2I1＝2×＝2×＝2
A；由P＝变形可得，每个灯泡的电阻：R1＝R2＝＝＝6
Ω，由电路图知，只闭合开关S2时两灯串联，则电路的总电阻：R＝R1＋R2＝6
Ω＋6
Ω＝12
Ω，此时电路消耗的总功率：P＝＝＝3
W。
13．(1)50 (2)0.02 0.08
14．9 1.5 2700
[解析]
两灯泡串联在电路中，通过两灯泡的电流相等，电路的总电阻等于两灯泡的电阻之和。电路中的电流为I＝＝＝0.5
A，根据串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和可得：U＝U1＋U2＝6
V＋0.5
A×6
Ω＝9
V。灯泡L2的额定功率为P2＝I2R2＝
(0.5
A)2×6
Ω＝1.5
W。电路消耗的总电能为W总＝P总t＝4.5
W×600
s＝2700
J。
15．1.33 0.67 甲 2
16．110 275
17．由题意可知，灯L和定值电阻R并联，
由P＝UI变形可得，电源电压：
U＝＝＝220
V，
并联电路中各支路两端的电压相等，
通过R的电流IR＝＝＝1
A，
通过灯泡的电流：IL＝I－IR＝1.5
A－1
A＝0.5
A，
灯泡正常发光时的额定功率：
PL＝UIL＝220
V×0.5
A＝110
W，
由I＝变形可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝440
Ω。
18．B [解析]
由欧姆定律的变形公式R＝可得：RL1＜RL2，故A错误；因为串联电路的电流处处相等，由P＝I2R可知，电流一定时，电阻越大，功率越大，因此灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率，即灯泡L2更亮，故B正确；两只灯泡都没有在额定电压下工作，所以都不能正常发光，故C错误；因两灯泡的电阻不相等，由P＝I2R可知，两只灯泡的实际功率不相等，故D错误。15.3 怎样使用电器正常工作
第2课时 测量小灯泡的电功率
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知识要点分类练
夯实基础
)
知识点 测量小灯泡的电功率
1．在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3
V，小灯泡的额定电压为2.5
V。
图15－3－9
(1)连接电路时，开关应________。
(2)请你用笔画线代替导线将图15－3－9甲中的电路连接完整。
(3)闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片移到________(选填“A”或“B”)端。闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表指针偏转，电压表示数为0，产生故障的原因可能是______________________。
(4)排除故障后，实验得到的数据如下表。在第1次实验中，小灯泡两端电压为2
V时，电流表示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为________A，此时小灯泡的实际功率为________W。
实验次数
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小灯泡电功率P/W
1
2.0
2
2.5
0.22
0.55
3
2.8
0.24
0.67
(5)由上表可知，小灯泡的额定功率为________W；小灯泡的实际功率随实际电压的增大而________(选填“增大”或“减小”)。
2．为了测定小灯泡的额定功率，在具体实验操作中，手和眼的分工应该是( )
A．手移动滑动变阻器的滑片，眼观电流表
B．手移动滑动变阻器的滑片，眼观电压表
C．手移动滑动变阻器的滑片，眼看小灯泡是否发光
D．手按开关，眼观电流表
3．伏安法测小灯泡功率时，测出小灯泡的额定功率应是( )
A．小灯泡发光最亮的一次
B．小灯泡发光最暗的一次
C．小灯泡正常发光的一次
D．随便哪一次都可以
(
规律方法综合练
提升能力
)
4．小明同学在做测量小灯泡电功率的实验时，他设计了如图15－3－10所示的电路，正确操作并闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是( )
图15－3－10
A．检查电路是否某个位置接触不好，断路了
B．更换小灯泡
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
D．重新连接一次电路
5．在物理实验中，经常要进行多次测量，其目的有两个：①减小误差；②寻找规律。在“测量小灯泡不同电压下的电功率”的实验中，多次测量的目的是______(选填“①”或“②”)；在“用电压表和电流表测量导体的电阻”的实验中，多次测量的目的是_______(选填“①”或“②”)。
6．
“探究小灯泡电功率”的实验电路如图15－3－11甲所示，实验中选择“2.5
V”小灯泡，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片的过程发现灯泡亮度发生变化，这是由____________________变化引起的。实验得到灯的U－I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率是________W。
图15－3－11
7．在测量标有“0.3
A”字样小灯泡的额定功率的实验中，估计小灯泡的额定功率约为1.5
W，电源电压保持不变，使用的电流表“0～0.6
A”“0～3
A”量程完好，电压表“0～3
V”量程完好，但“0～15
V”的量程已损坏，滑动变阻器的铭牌上标有“50
Ω 1
A”字样。同学们按图15－3－12正确连接好电路，滑动变阻器的滑片P滑到最右端，闭合开关时，电压表、电流表的示数分别为2
V和0.2
A，则电源电压为________V；由于电压表“0～15
V”量程已损坏，从电路中撤去了电压表，然后缓慢移动变阻器的滑片P，当电流表的示数为________A时，灯泡正常发光；观察发现此时滑动变阻器的滑片P恰好处于变阻器的中点位置，据此计算出灯泡的额定功率为________W。
图15－3－12
8．小华在做“测小灯泡的电功率”实验时，所用器材有电压为6
V的电源，额定电压为2.5
V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。
图15－3－13
(1)实验中所用电压表在未接入电路时表盘如图15－3－13甲所示，在使用它测量前首先应进行的操作是________。
(2)小华连接的电路如图乙所示，其中有一根导线连接不规范，导致开关没有闭合时________表就有示数，请在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将其改正。
(3)实验中测出小灯泡在U＝2
V时的电功率后，要测量其额定功率，应向______(选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片。
(4)实验中通过移动滑片，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图丙所示的U－I图像。根据U－I图像提供的信息，可得出小灯泡正常发光时，电流表的示数是________；移动滑片时，小灯泡的电阻________(选填“改变”或“不变”)。在实验过程中，滑动变阻器的主要作用是____________________。
(5)测量结束后，应断开开关，先拆除________两端的导线，再拆除其他导线。
考| 题| 展| 示
9．在测量额定电压为3.8
V的小灯泡的电功率实验中，小明同学连接了如图15－3－14甲所示的电路(电源电压为4.5
V且保持不变，电路元件完好，接线柱接线牢固)。
图15－3－14
(1)在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数________，电压表的示数________。(均选填“变化”或“不变”)
(2)检查电路发现一处错误，指出连接错误的导线是________(选填“a”“b”“c”或“d”)。
(3)排除故障后，继续实验，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙所示的I－U图像。某次实验时电流表的示数如图丙所示，电流表的示数为________A，此时小灯泡的电阻是________
Ω；当小灯泡正常发光时，它的额定功率是________W。
(4)若实验过程中电压表的大量程损坏，在不添加任何器材的情况下，请你设计能测量小灯泡额定功率的实验电路图。
教师详解详析
1．(1)断开
(2)如图所示
(3)A 小灯泡短路 (4)0.2 0.4
(5)0.55 增大
2．B 3.C 4.C 5.② ①
6．灯泡实际功率 0.75
[解析]
图甲中，灯泡L与变阻器串联，调节滑动变阻器滑片的过程中，电路中的电流发生变化，根据P＝I2R，灯L的实际功率变化，灯L的亮度发生变化；由图乙知，当灯L的电压为2.5
V时，电流大小为0.3
A，小灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5
V×0.3
A＝0.75
W。
7．12 0.3 1.35
[解析]
因为串联电路两端的电压等于各部分电压之和，所以电源电压：U＝2
V＋0.2
A×50
Ω＝12
V；因为灯泡的额定电流为0.3
A，因此当电流表的示数为0.3
A时，灯泡正常发光；灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：U′＝I×＝0.3
A×＝7.5
V；此时灯泡两端的电压：UL＝12
V－7.5
V＝4.5
V；灯泡的额定功率：PL＝ULI＝4.5
V×0.3
A＝1.35
W。
8．(1)校零
(2)电压 如图所示
(3)右
(4)0.2
A 改变 调节灯泡两端的电压
(5)电源
[解析]
(1)由图甲可知，电压表的指针没有指在零刻度线上，在使用前应对电压表进行校零，使指针指在零刻度线上。
(2)由图乙的电路图可知，电压表连线错误，电压表与电源两极相连接，在闭合开关前，电压表有示数。
(3)电压表示数为2
V，小于小灯泡的额定电压，为测其额定功率，由图示电路图可知，应向右移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压2.5
V。
(5)测量结束后，应断开开关，先拆除电源两端的导线，再拆除其他导线。
9．(1)变化 不变 (2)d
(3)0.18 10 1.064
(4)如图所示
[解析]
(1)电路中，电压表测电源电压，电流表测电路中的电流，在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，电路中的电阻变化，由欧姆定律可知，电流表的示数将变化，而电压表的示数将不变。(2)电压表应测灯两端的电压，故连接错误的导线是d。(3)某次实验时电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02
A，示数为0.18
A，由图乙知，电压大小为1.8
V，由欧姆定律可得，灯泡的电阻：R＝＝
＝10
Ω；小灯泡正常发光(3.8
V)时，由图乙知电流为0.28
A，灯的额定功率：P＝
ULIL＝3.8
V×0.28
A＝1.064
W。(4)若实验过程中电压表的大量程损坏，根据串联电路的电压规律，当滑动变阻器的电压为：4.5
V－3.8
V＝0.7
V＜3
V时，灯泡正常发光，故将电压表小量程并联接在滑动变阻器两端即可。
